JP2685027B2 - Photoresist developing device - Google Patents

Photoresist developing device

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JP2685027B2 JP13319595A JP13319595A JP2685027B2 JP 2685027 B2 JP2685027 B2 JP 2685027B2 JP 13319595 A JP13319595 A JP 13319595A JP 13319595 A JP13319595 A JP 13319595A JP 2685027 B2 JP2685027 B2 JP 2685027B2
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wafer
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造工程のフォ
トリソグラフィーにおける露光後の半導体基板(以下、
ウエハという)に対し、現像処理を一貫して処理するフ
ォトレジスト現像装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor substrate after exposure in photolithography in a semiconductor manufacturing process (hereinafter,
The present invention relates to a photoresist developing apparatus for consistently performing a developing process on a wafer.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の半導体製造工程のフォトリソグラ
フィーにおけるフォトレジスト現像装置を図4を用いて
説明する。フォトレジスト現像装置では、ウエハ表面に
フォトレジストマスクを塗布し露光パターンニングした
後、現像液を滴下し、現像液層を形成することによって
現像処理を行うものであり、ウエハ1が載置されて回転
するスピンチャック2と、ウエハ表面に現像液を滴下す
る現像ノズル3と、現像液滴下後にリンス液を吐出する
リンスノズル4と、これらを保持するノズルホルダー5
と、ウエハの周囲を囲み現像液を回収するカップ6とを
有している。
2. Description of the Related Art A conventional photoresist developing apparatus in photolithography in a semiconductor manufacturing process will be described with reference to FIG. In a photoresist developing apparatus, a photoresist mask is applied on the surface of a wafer, exposure patterning is performed, and then a developing solution is dropped to form a developing solution layer to perform a developing process. A rotating spin chuck 2, a developing nozzle 3 for dropping a developing solution on the wafer surface, a rinsing nozzle 4 for ejecting a rinsing solution after the developing liquid drops, and a nozzle holder 5 for holding these.
And a cup 6 that surrounds the wafer and collects the developer.

【0003】このフォトレジスト現像液処理装置を使用
して露光後のウエハ1を現像するには、まずスピンチャ
ック2にウエハを吸着させる。次にウエハを回転させな
がら現像液ノズル3より、現像液を滴下する。このこと
より現像液は回転による遠心力と表面張力とのバランス
を保ちながらウエハ面に拡がり、薄液層7を形成する。
この薄液層7により露光されたウエハ面が現像される。
To develop the exposed wafer 1 using this photoresist developer processing apparatus, first, the wafer is adsorbed to the spin chuck 2. Next, the developing solution is dropped from the developing solution nozzle 3 while rotating the wafer. As a result, the developing solution spreads on the wafer surface while maintaining the balance between the centrifugal force due to rotation and the surface tension, and forms the thin liquid layer 7.
The exposed wafer surface is developed by the thin liquid layer 7.

【0004】次にリンスノズル4により洗浄液を吐出さ
せ、ウエハ面を洗浄する。次にウエハ1を高速に回転
し、ウエハに付着する洗浄液を飛散させウエハを乾燥さ
せる。このように従来、このフォトレジスト現像装置
は、一枚のウエハを現像,洗浄,乾燥を一連で処理でき
るものであった。
Next, the rinse nozzle 4 discharges a cleaning liquid to clean the wafer surface. Next, the wafer 1 is rotated at high speed to scatter the cleaning liquid adhering to the wafer to dry the wafer. As described above, conventionally, this photoresist developing apparatus has been capable of developing, cleaning, and drying one wafer in series.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来のフォトレジスト
現像装置では、ウエハ面のフォトレジストに滴下される
現像液は、回転による遠心力と表面張力とのバランスを
保ちながらウエハ面に拡がり、薄液層を形成する方法の
ため、現像液量は、装置の温度,湿度,排気圧状態,現
像液流量状態等によって変化し、装置毎あるいはウエハ
毎に現像液薄液層の制御が困難になって、寸法の再現性
が維持できなくなっている。
In the conventional photoresist developing apparatus, the developer dropped on the photoresist on the wafer surface spreads on the wafer surface while maintaining the balance between the centrifugal force due to the rotation and the surface tension, and a thin solution is formed. Because of the method of forming a layer, the amount of the developing solution changes depending on the temperature, humidity, exhaust pressure state, developing solution flow rate state of the apparatus, etc., and it becomes difficult to control the developing solution thin liquid layer for each apparatus or each wafer. , Dimensional reproducibility cannot be maintained.

【0006】ウエハ面上に滴下された現像液は、現像反
応が進行するに従って、現像液中にフォトレジストが溶
解する。レジスト成分を含む現像液では、現像反応速度
(溶解速度)が変化してしまい、パターン寸法が変化し
てしまう。
In the developing solution dropped on the wafer surface, the photoresist dissolves in the developing solution as the developing reaction proceeds. In a developing solution containing a resist component, the development reaction rate (dissolution rate) changes and the pattern dimension changes.

【0007】次に、溶解速度と薄液層厚の関係を図3に
示した溶解速度薄液層厚との関係を用いて説明する。薄
液層とは、現像液吐出後、表面張力と遠心力によりウエ
ハ面に滴下された現像液の層であり、従来の薄液層厚は
約1.5mmになるように調整されている。
Next, the relationship between the dissolution rate and the thin liquid layer thickness will be described using the relationship between the dissolution rate and the thin liquid layer thickness shown in FIG. The thin liquid layer is a layer of the developing solution dropped on the wafer surface by the surface tension and the centrifugal force after the developing solution is discharged, and the conventional thin solution layer thickness is adjusted to about 1.5 mm.

【0008】このときの基準寸法とし、現像液層厚を薄
くさせることによって、パターン寸法が細ることを溶解
速度に代用した。溶解速度は、薄液層変更後層の薄い方
がフォトレジスト成分を多量に含むため、溶解速度が速
くなる。
At this time, the standard dimension was used, and the thinning of the developing solution layer was used to substitute the thinning of the pattern dimension for the dissolution rate. Regarding the dissolution rate, the thinner layer after the change of the thin liquid layer contains a larger amount of the photoresist component, and therefore the dissolution rate becomes faster.

【0009】つまり、ウエハ面に形成された現像液の薄
液層の量により、フォトレジスト含有量(mol/li
tter)が変わってしまい、枚葉現像処理では、個々
のウエハ面上のパターン寸法の変動が問題となってい
る。
That is, depending on the amount of the thin liquid layer of the developer formed on the wafer surface, the photoresist content (mol / li)
tter) has changed, and in single-wafer development processing, fluctuations in pattern dimensions on individual wafer surfaces pose a problem.

【0010】大量生産をする上で、号機別の現像寸法を
統一せねばならず、ステッパー等の露光条件のうち露光
量を増大させ、ステッパー毎に露光量を変えて、パター
ン寸法を縮小させている状態で、他の号機との間差を無
くしている。このことにより装置のスループットがまち
まちで、号機によるスループットが変化してしまってい
る。
In mass production, it is necessary to unify the development size for each machine, increase the exposure amount among the exposure conditions of steppers, etc., change the exposure amount for each stepper, and reduce the pattern size. The difference with other units is eliminated in the state of being. As a result, the throughput of the device varies, and the throughput of the machine changes.

【0011】本発明の目的は、現像の寸法再現性を向上
し、歩留りを向上させたフォトレジスト現像装置を提供
することにある。
An object of the present invention is to provide a photoresist developing apparatus which improves the dimensional reproducibility of development and improves the yield.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係るフォトレジスト現像装置は、スピンチ
ャックと、現像ノズルと、吸引ノズルとを有し、露光さ
れる基板面を現像するフォトレジスト現像装置であっ
て、スピンチャックは、露光処理された基板を保持し
て、該基板を回転させるものであり、現像ノズルは、前
記スピンチャックに保持された基板の露光面に現像液を
滴下するものであり、吸引ノズルは、前記基板の露光面
に滴下された現像液の液量を調整し、該露光面上に形成
される薄液層の厚味を制御するものである。
To achieve the above object, a photoresist developing apparatus according to the present invention has a spin chuck, a developing nozzle, and a suction nozzle, and a photo developing device for developing a substrate surface to be exposed. A resist developing apparatus, wherein a spin chuck holds an exposed substrate and rotates the substrate, and a developing nozzle drops a developing solution onto an exposed surface of the substrate held by the spin chuck. The suction nozzle is for adjusting the amount of the developer dropped onto the exposed surface of the substrate and controlling the thickness of the thin liquid layer formed on the exposed surface.

【0013】また前記吸引ノズルは、基板の露光面に滴
下された現像液中に浸入し、真空により現像液を吸い上
げるものである。
Further, the suction nozzle is for infiltrating into the developing solution dropped on the exposed surface of the substrate and sucking the developing solution by vacuum.

【0014】また前記吸引ノズルは、基板の露光面に対
して昇降可能に設置されたものである。
Further, the suction nozzle is installed so as to be able to move up and down with respect to the exposure surface of the substrate.

【0015】また前記吸引ノズルは、現像液量の調整を
行うときに基板の露光面上方に配置されるものである。
The suction nozzle is arranged above the exposure surface of the substrate when adjusting the amount of the developing solution.

【0016】また前記吸引ノズルは、現像ノズルと別体
に駆動制御されるものである。
The suction nozzle is drive-controlled separately from the developing nozzle.

【0017】[0017]

【作用】本発明のフォトレジスト現像装置では、現像液
薄液層形成の手段として、回転による遠心力と表面張力
を用いているが、これに加え薄液層の上部に液面高を制
御する吸引ノズルを設けることによって、再現性に優れ
た薄液層を形成することが可能となる。
In the photoresist developing apparatus of the present invention, centrifugal force and surface tension due to rotation are used as a means for forming a thin liquid layer of the developing solution. In addition to this, the liquid level height is controlled above the thin liquid layer. By providing the suction nozzle, it becomes possible to form a thin liquid layer having excellent reproducibility.

【0018】[0018]

【実施例】以下、本発明の実施例を図により説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0019】(実施例1)図1は、本発明の実施例1を
示す断面図である。図1において、スピンチャック2
は、飛散防止用のカップ6内に設置され、ウエハ1を水
平に保持して該ウエハ1を回転させるようになってい
る。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a sectional view showing Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, the spin chuck 2
Is installed in a scatter preventing cup 6 so as to hold the wafer 1 horizontally and rotate the wafer 1.

【0020】またカップ6外に位置させてノズルホルダ
ー5が設けられ、ノズルホルダー5の梁部5aがカップ
6内のスピンチャック2上に延在しており、その梁部5
aにリンスノズル4,現像ノズル3及び吸引ノズル8が
下向きに支持されている。
The nozzle holder 5 is provided outside the cup 6, and the beam portion 5a of the nozzle holder 5 extends on the spin chuck 2 in the cup 6.
A rinse nozzle 4, a developing nozzle 3, and a suction nozzle 8 are supported downward on a.

【0021】またノズルホルダー5は、昇降可能であっ
て、その動きに伴って吸引ノズル8をウエハ1上の薄液
層7内に浸入させて、吸引ノズル8による現像液の吸引
を可能としている。
The nozzle holder 5 can be moved up and down, and the movement of the nozzle holder 5 causes the suction nozzle 8 to penetrate into the thin liquid layer 7 on the wafer 1 so that the suction nozzle 8 can suck the developing solution. .

【0022】吸引ノズル8は、現像液を吸引し現像液の
液量を調整してウエハ1上の現像薄液層7の層厚を調整
するものであって、調整後はウエハ表面上部0.5mm
から1.5mmの高さに調整保持される。
The suction nozzle 8 sucks the developing solution and adjusts the amount of the developing solution to adjust the layer thickness of the thin developing liquid layer 7 on the wafer 1. 5 mm
Adjusted to a height of 1.5 mm.

【0023】次に、フォトレジスト現像液処理装置の動
作について説明する。まず露光後のウエハ1をスピンチ
ャック2に吸着させる。次にウエハ1を回転させながら
現像液ノズル3より現像液を滴下する。このとき現像液
は回転による遠心力と表面張力とのバランスを保ちなが
らウエハ1面に拡がり、薄液層7を形成する。次にノズ
ルホルダー5により保持された吸引ノズル8を現像液の
薄液層に浸入させ、真空により現像液を吸い上げ、薄液
層厚を規定の厚さにした後、ウエハ面上のレジストを現
像する。
Next, the operation of the photoresist developer processing apparatus will be described. First, the exposed wafer 1 is attracted to the spin chuck 2. Next, the developing solution is dropped from the developing solution nozzle 3 while rotating the wafer 1. At this time, the developing solution spreads on the surface of the wafer 1 while maintaining the balance between the centrifugal force due to the rotation and the surface tension to form the thin liquid layer 7. Next, the suction nozzle 8 held by the nozzle holder 5 is infiltrated into the thin liquid layer of the developing solution, and the developing solution is sucked up by the vacuum so that the thin liquid layer has a prescribed thickness, and then the resist on the wafer surface is developed. To do.

【0024】次にリンスノズル4により洗浄液を吐出さ
せ、ウエハ1面を洗浄する。次にウエハ1を高速に回転
し、ウエハ1に付着する洗浄液を飛散させウエハ1を乾
燥させる。このように、このフォトレジスト現像装置
は、一枚のウエハを現像,吸引,洗浄,乾燥を一連で処
理できる。
Next, the rinse liquid is discharged from the rinse nozzle 4 to clean the surface of the wafer 1. Next, the wafer 1 is rotated at high speed to scatter the cleaning liquid adhering to the wafer 1 to dry the wafer 1. In this way, this photoresist developing apparatus can perform a series of development, suction, cleaning and drying on one wafer.

【0025】(実施例2)図2は、本発明の実施例2を
示す断面図である。本実施例は、吸引ノズル8を、吸引
ノズルアーム9により保持させて、吸引ノズル8を移動
する際に独立制御し、洗浄処理時に吸引ノズル8を待避
させるようにしたものである。
(Embodiment 2) FIG. 2 is a sectional view showing Embodiment 2 of the present invention. In the present embodiment, the suction nozzle 8 is held by a suction nozzle arm 9 and is independently controlled when the suction nozzle 8 is moved, and the suction nozzle 8 is retracted during the cleaning process.

【0026】本実施例によれば、吸引ノズル8は現像処
理の際にカップ6内に設置されておらず、障害物となる
ことがないため、洗浄時に発生する現像ミストを低減で
き、処理後のウエハへの現像ミストの再付着を防止でき
る効果を有する。
According to this embodiment, since the suction nozzle 8 is not installed in the cup 6 during the developing process and does not become an obstacle, it is possible to reduce the developing mist generated at the time of cleaning and This has the effect of preventing the re-adhesion of the developing mist onto the wafer.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、現
像液薄液層を形成する際、吸引ノズルによって規定の薄
液層厚とすることができ、現像の寸法再現性を向上で
き、しかも歩留りを向上することができる。
As described above, according to the present invention, when the thin liquid developer layer is formed, the thickness of the thin liquid layer can be regulated by the suction nozzle, and the dimensional reproducibility of development can be improved. Moreover, the yield can be improved.

【0028】また、現像号機毎の寸法の合わせ込みが可
能となり、ステッパーの露光量の最適化が可能となり、
効率の良い大量生産が可能となる。
Further, the size of each developing machine can be adjusted, and the exposure amount of the stepper can be optimized.
Efficient mass production is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例1を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例2を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a second embodiment of the present invention.

【図3】溶解速度と薄液層厚の関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a dissolution rate and a thin liquid layer thickness.

【図4】従来の現像処理部を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a conventional development processing section.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体基板 2 スピンチャック 3 現像ノズル 4 リンスノズル 5 ノズルホルダー 6 カップ 7 薄液層 8 吸引ノズル 9 吸引ノズルアーム 1 Semiconductor Substrate 2 Spin Chuck 3 Development Nozzle 4 Rinse Nozzle 5 Nozzle Holder 6 Cup 7 Thin Liquid Layer 8 Suction Nozzle 9 Suction Nozzle Arm

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 スピンチャックと、現像ノズルと、吸引
ノズルとを有し、露光される基板面を現像するフォトレ
ジスト現像装置であって、 スピンチャックは、露光処理された基板を保持して、該
基板を回転させるものであり、 現像ノズルは、前記スピンチャックに保持された基板の
露光面に現像液を滴下するものであり、 吸引ノズルは、前記基板の露光面に滴下された現像液の
液量を調整し、該露光面上に形成される薄液層の厚味を
制御するものであることを特徴とするフォトレジスト現
像装置。
1. A photoresist developing apparatus, comprising a spin chuck, a developing nozzle, and a suction nozzle, for developing a surface of a substrate to be exposed, wherein the spin chuck holds an exposed substrate, The substrate is rotated, the developing nozzle is for dropping the developing solution onto the exposed surface of the substrate held by the spin chuck, and the suction nozzle is for dropping the developing solution onto the exposed surface of the substrate. A photoresist developing apparatus, characterized in that the amount of liquid is adjusted to control the thickness of a thin liquid layer formed on the exposed surface.
【請求項2】 前記吸引ノズルは、基板の露光面に滴下
された現像液中に浸入し、真空により現像液を吸い上げ
るものであることを特徴とする請求項1に記載のフォト
レジスト現像装置。
2. The photoresist developing apparatus according to claim 1, wherein the suction nozzle infiltrates into the developer dropped on the exposed surface of the substrate and sucks the developer by vacuum.
【請求項3】 前記吸引ノズルは、基板の露光面に対し
て昇降可能に設置されたものであることを特徴とする請
求項1又は2に記載のフォトレジスト現像装置。
3. The photoresist developing apparatus according to claim 1, wherein the suction nozzle is installed so as to be movable up and down with respect to the exposed surface of the substrate.
【請求項4】 前記吸引ノズルは、現像液量の調整を行
うときに基板の露光面上方に配置されるものであること
を特徴とする請求項1,2又は3に記載のフォトレジス
ト現像装置。
4. The photoresist developing apparatus according to claim 1, wherein the suction nozzle is arranged above the exposed surface of the substrate when the amount of the developing solution is adjusted. .
【請求項5】 前記吸引ノズルは、現像ノズルと別体に
駆動制御されるものであることを特徴とする請求項4に
記載のフォトレジスト現像装置。
5. The photoresist developing apparatus according to claim 4, wherein the suction nozzle is driven and controlled separately from the developing nozzle.
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